AVSPILLINGSUTSTYR

Fra fonograf til grammofon

Utviklingen av avspillingsutstyret henger nøye sammen med utviklingen av lydbærerne. Det er i mange tilfeller ikke relevant å betrakte disse som separate enheter. Derfor er f.eks. funksjonelle grunnprinsipp ved fonografen i hovedsak beskrevet i sammenheng med lydbæreren (sylinderen). Her fokuseres det på den tekniske utviklingen til avspillingsutstyret sett i et historisk perspektiv.

Registrering av lyd

Det er egentlig galt å benevne teknisk utstyr i begynnelsen av lydhistorien som avspillingsutstyr. I begynnelsen var en mest opptatt av å utvikle metoder for registrering av lyd, snarere enn selve gjengivelsen. Fra en lydestetisk synsvinkel vil det derfor være feil å hevde at de første oppdagerne, inklusive Edison, var opptatt av kvaliteten på lydgjengivelsen. Denne tenkingen kommer også til uttrykk ved at Edison kalte sin første patenterte fonograf for talemaskin ("La machine parlante" eller "Speaking Machine"). I en avisartikkel året etter (1878) beskrev Edison ti bruksområder for fonografen, hvor også gjengivelse av musikk er nevnt. Åtte bruksområder er imidlertid klart relatert til tale (f.eks. brevskriving, språk og undervisning). Det er også verd å merke seg at Edison taler om gjengivelse av musikk og ikke lytting til eller opplevelse av musikk. Aviskritikerne var ikke nådige hva angår lydkvaliteten, noe som medvirket til at det skulle ta om lag ti år før forbedringene kom.

Bell og Tainter

Fetterne Alexander Graham og Chichester Bell og professor Charles Sumner Tainter fikk i 1886 patent på "Graphophone" med gravering i voks fremfor Edisons vertikalskrift på tinnfolien. Dette apparatet var forskjellig fra Edisons oppfinnelse ved at trakten med nål og membran ble drevet sideveis av en skrue. Selv om lydkvaliteten var forbedret, mente også Bell og Tainter at dette apparatet egnet seg best til tale.

Edison, Bettini og Berliner

Nå tok imidlertid Edison igjen opp arbeidet med sin fonograf og han kunne presentere en forbedret maskin etter to år, hvor valsene var av voks helt igjennom. En batteridrevet versjon ble presentert for salg i 1887, men prisen var for høy for folk flest. Edison bestemte seg da for å utvikle fonografer med fjæropptrekk, og modeller i ulike prisklasser ble utviklet: f.eks. "Triumph" (100 $), "Home" (40 $) og "Standard" (20 $). Det var flere som arbeidet med å forbedre fonografen, og her bør spesielt italieneren Gianni Bettini (1860-1938) nevnes. I likhet med mange andre italienere var Bettini en operaelsker, og han var skuffet over lydkvaliteten ved inn- og avspilling av opera-arier. Han begynte med å forbedre reprodusereren (lyddåsen) og forbedret bl.a. også innspillingsdelen ved å montere et lodd for å gi jevnere trykk på valsen under graveringen (opptaket). Ellers gjorde Bettini mange opptak, hvor det mest berømte er av Pave Leo XIII som resiterer "Ave Maria" på latin (1903).

Fonografen ble produsert frem til 1918, mens voksrullene og "Diamond Disc" platene ble produsert iallfall til 1929. Vi står ved et vendepunkt i lydhistorien, samtidig som historien er interessant ved at overgangen til grammofonen egentlig skjedde gradvis også rent teknisk. Som vi tidligere har sett utviklet Edison den såkalte "Disc Phonograph" for avspilling av langspillplater. Edison var i sine siste år svært opptatt av å forbedre lydkvaliteten (på tross av dårlig hørsel). Kvalitetskravene førte til at han fikk en sakkyndig krets til å høre igjennom alle nye plater før utgivelse. Prinsippet med vertikal gravering ble altså videreført, samtidig med at Berliner utvikler den såkalte grammofonen.

Emile Berliner reknes altså som oppfinneren av grammofonen og leverte allerede inn patentsøknad i 1887. Som vi tidligere har sett gikk det noen år før Berliner kunne konkurrere med Edison. Det er vanskelig å si når platen og grammofonen hadde nådd like langt som Edisons system, men det er mulig å gjøre et skille ved metoden for å skjære direkte i voks med lateralskrift. Da kan en si at grammofonen hadde nådd like langt som fonografen 10 år tidligere. En viktig forskjell kan av og til være lett å glemme: Berliners oppfinnelse kan kun brukes til avspilling! Også av den grunn var det viktig å kunne tilby publikum et rikt utvalg av plateinnspillinger.

Perioden fra 1900 - 1925 kalles gjerne for grammofonens gullalder på grunn av alle innspillingene som ble gjort med artister og komponister fra nesten hele 1800-tallet.

Platespillerens oppbygging

En platespiller består i prinsippet av tre hoveddeler: pickup, arm og drivverk. Stiften, som sitter på pickupen, er vanligvis laget av harde materialer som diamant, men safirstifter forekommer også. Diamantstiften er å foretrekke da de har 6 - 7 ganger så lang levetid (500 - 700 spilletimer) som safirstiften. Stiftens levetid avhenger av stifttrykket, og jo høgere trykk desto større slitasje for både stift og plate. De vanligste tverrsnittsformene er den koniske eller sfæriske, og den elliptiske. Hvis stifttrykket er ca. 2 g, hvilket er meget vanlig, bør en velge den koniske stiften. Dette fordi en elliptiske stift har mindre kontaktflate med platerillen og dermed vil gi større slitasje hvis ikke stifttrykket reduseres. Newtons treghetslover danner basis for tilpassing mellom stift, pickup og arm, og den teknologiske utviklingen har gått i retning av stadig mindre masse for derved å oppnå mindre treghet. Stiften er festet til en liten nålearm som igjen sitter i et lite nålerør (cantilever), og det er særlig viktig at den kombinerte massen, som utgjør det bevegelige systemet, er minst mulig (ned mot 1 mg eller mindre). Dette er spesielt viktig ved elliptiske stifter.

Pickup

Stiften og det bevegelige systemet er festet til en pickup som omdanner de små bevegelsene i rillen til elektriske signal. Kvaliteten på pickupen er av avgjørende betydning for lydkvaliteten. Billige eller eldre platespillere er gjerne utstyrt med keramiske pickuper eller krystall-pickuper. I hi-fi sammenheng benyttes vanligvis en magnetisk type, enten den såkalte moving-magnet eller noe sjeldnere moving-coil. En av fordelene med moving-magnet typen er at en kan skifte stift selv. Prinsippet for den vanligste typen (moving-magnet) er, som navnet sier, at magneten beveger seg i en spole. Ved at stiften beveger seg i platerillen beveger magneten seg, og det induseres små spenningsvariasjoner som sendes til en forsterker. Moving-coil bygger på det motsatte prinsippet: Spolen beveger seg mens magneten står stille. Spenningen fra en moving-coil pickup er ca. 10 - 15 ganger svakere enn fra moving-magnet typen, og det kreves da en ekstra forsterker eller forsterkeren må ha en spesiell inngang for denne typen. Mange rekner imidlertid moving-coil for å være det beste systemet lydmessig. En har også utviklet mer sjeldne, men ofte gode pickuper, som f.eks. halvleder typer, optiske typer og elektret typer.

Arm

Også armen bør ha lavest mulig masse for å minimalisere tregheten, og prinsipielt burde den være lengst mulig for å minske vinkelfeilen eller sporingsfeilen under avspilling. En uendelig lang arm vil teoretisk gi korrekt avspilling mht. vinkelfeil. Det er imidlertid vanskelig å kombinere disse prinsippene, og en vanlig radial arm er vanligvis ca. 9 tommer lang. En har eksperimenter med ulike materialer som både skal være stive og lette. Vanligvis finner vi ulike aluminiumslegeringer eller karbonfiber i en pickuparm. Det er minst like viktig at lagrene i festepunktet til armen er av god kvalitet. Målet er minst mulig friksjon, og armen skal kunne bevege seg i alle retninger når en blåser svakt på den når den er i nøyaktig balanse. Som vi tidligere har sett er det meget viktig at vektsystemet og antiskatingsystemet er riktig justert. Tangentialarmen beveger seg i en rett linje inn mot sentrum slik platen blir kuttet originalt. En servomotor styrer armen innover mot sentrum, og prinsippet er her som for vanlige armer at stiften og pickupen kan følge platerillen best mulig.

Drivverk

Drivverket har selvsagt som oppgave å dreie platen rundt med riktig og konstant hastighet. Dette kan gjøres på tre ulike måter i en moderne grammofon: mellomhjul, remdrift eller direktedrift. Direktedrift betyr at motoren går med samme hastighet som platetallerkenen, mens den har større hastighet ved de to andre systemene. Mange produsenter mente direktedrift var det beste systemet på 70-tallet, men en har senere gått tilbake til remdrift. Dette skyldes bl.a. problemet med såkalt "rumble": en jevn dyp tone som oppstår når stiften settes ned på platen. Enkelte grammofonplater er også gravert inn med denne støyen. "Wow" og "flutter" er hhv. langsomme og hurtige hastighetsvariasjoner i drivverket og de bør selvsagt være lavest mulig (målt i prosent).

High fidelity

Utviklingen av grammofonen henger nøye sammen med utviklingen av lydbærerne. En milepæl er selvsagt overgangen til elektriske innspillinger, men lanseringen av den stereofoniske LP-platen i 1958 er kulturelt sett en like viktig begivenhet som lanseringen av CD-platen på 80-tallet. En måte å følge avspillingsteknikkens utvikling på, er å betrakte utvidelsen av frekvensområdet mot hele det hørbare området. Det er symptomatisk for utviklingen at Londonselskapet Brunswick allerede i 1925 proklamerte elektriske innspillinger med et frekvensområde fra 16 - 21.000 Hz! Bevarte eksemplar viser imidlertid at den øvre grensen neppe var høyere enn 4.000 Hz. I 1934 hadde den øvre grensen for innspilt lyd nådd 8.000 Hz. I 1940 fikk det engelske plateselskapet Decca en forespørsel fra den engelske marinen om det var mulig å ta opp lyder opp mot 14.000 Hz, altså nesten opp mot den menneskelige hørselsgrensen. Dette hadde sammenheng med at sonaroffiserer behøvde trening i dette frekvensspektret for å skille mellom allierte og tyske ubåter. Teknikeren Arthur Haddy i Decca løste problemet i 1941, og det nye innspillingsutstyret som fikk betegnelsen FFRR ("Full Frequency-Range Recording), ble også brukt til kommersielle plateutgivelser. Den første offisielle innspillingen var med Tsjaikovskijs femte symfoni.

Kvadrofoni

Opp gjennom lydhistorien har mange ulike standarder eller system blitt utviklet. Det firekanals kvadrofonisystemet som ble lansert først på 70-tallet, skulle i større grad enn stererofoni gjenskape akustikken i rommet. Systemet ble prøvd i sammenheng med LP-plater, lydbånd og FM-radio. Problemet var imidlertid at fabrikantene og radiostasjonene ikke klarte å enes om en standard. Størst forvirring var det innenfor plateindustrien, som på et tidspunkt opererte med hele åtte ulike standarder. Etter noen år utkrystalliserte det seg fire system: SQ, QS, CD-4 og UD-4. Da disse systemene heller ikke var kompatible med hverandre, var det svært vanskelig for publikum å velge ett bestemt system fremfor et annet. Konsekvensen ble, som i mange andre tilfeller, at fabrikantene ga opp utviklingen av økonomiske årsaker. På denne tiden eksperimenterte en også med såkalt ambiofonisk gjengivelse (tidsforsinket stereogjengivelse gjennom fire høgtalere) og kunsthode-stereofoni (opptak med et kunstig hode modellert etter et menneskehode). Selv om tilfeldighetene ville at disse systemene forsvant fra markedet, var ideen utvilsomt spennende. Nå i 90-årene er nye flerkanals lydsystem utviklet, og da gjerne i en audiovisuell sammenheng (f.eks. Dolby Surround).

Utviklingen fra fonografen til den moderne grammofonen avspeiler selvsagt den teknologiske utviklingen generelt. Det er de samme prinsippene som har blitt brukt i over 100 år, men alle forbedringene har gitt lytteopplevelser som nok var utenkelige i lydhistoriens barndom. For mange mennesker har fortsatt grammofonplatene en stor affeksjonsverdi, og det er også klart at den opplevde lydkvaliteten kan være på høyde med digitale lydmedier. Utviklingen går fortsatt videre også når det gjelder analoge lydsystem, selv om forskningsinnsatsen i hovedsak dreier seg om å utvikle digitalt lydutstyr.

Båndopptakerens utvikling

Som nevnt er den magnetiske båndopptakeren opprinnelig et tysk produkt. I likhet med fonografen var det nå mulig også for publikum å gjøre sine egne innspillinger. (Plateindustrien har nok helst sett at båndopptakeren ikke har blitt brukt til kopiering av plateutgivelser!) Den nye teknikken ble tatt i bruk i radioproduksjon på 1930-tallet, i platestudioene allerede før 1950, og rundt 1955 ble båndspilleren med to lydspor introdusert. En stund lå det an til virkelig konkurranse mellom lydbåndene og grammofonplatene, men som vi vet svarte plateindustrien i 1958 ved å introdusere de første LP-platene med stereolyd.

Båndopptakeren førte til en ny ideologi eller estetikk for innspilling av musikk. Mens en tidligere hovedsakelig var avhengig av å spille inn musikkstykket i sin helhet fra begynnelse til slutt, kunne en nå redigere, klippe og mikse lydopptaket på ulike måter. Lydestetikken har gått i retning av stadig større fokusering på produksjon og sound, på bekostning av det musikalske levende uttrykket, vil mange hevde.

Ved å bevare originalbåndet (masterbåndet) kunne en også gjøre nye platepressinger, f.eks. hvis det oppstod tekniske feil under skjæringen (noe som ikke var uvanlig). Japan og USA kom tidlig med i utviklingen av den nye teknologien. F.eks. produserte Sony den første japanske båndopptakeren i 1950 som fikk betegnelsen "G-Type". I denne sammenheng bør det også nevnes at Norge har markert seg i betydelig grad internasjonalt, særlig med båndopptakerne fra Tandberg-konsernet.

24-spors båndspiller

Båndopptakerens oppbygging og virkemåte

Et magnetisk opptaks- og avspillingssystem kan beskrives som en seksdelt prosess:

En opptaksforsterker som overfører elektriske signal til lydhodet.
Lydhodet omformer det elektriske signalet til variable magnetfelt.
Lydbåndet er lagringsmedium for magnetfeltene.
Transportsystemet fører båndet med jevn hastighet for å lage en forbindelse mellom variasjoner i magnetfeltet og tiden.
Reprodusering av det magnetiske båndet ved konvertering til elektriske signal. Enten med samme lydhode eller et separat avspillingshode.
En forsterker for å sende det elektriske signalet til en høgtaler.

Alle båndopptakere har altså til oppgave å bevare lyd på et tynt magnetbånd. Båndet trekkes forbi lydhodet som er en slags elektromagnet. Det varierende magnetfeltet blir dannet i en smal luftspalte i "takt med" de elektriske signalene. Når båndet spilles av skjer den motsatte prosessen ved at magnetfeltet induserer elektrisk spenning i lydhodet. Dette prinsippet gjelder både analoge og digitale båndspillere. En digital båndspiller trenger imidlertid en DA-konverter for å omforme de digitale signalene til analoge signal.

I likhet med grammofonen bør også en båndopptaker være riktig justert. Dette har dels å gjøre med slitasje (båndtransport), men mest betydning i forhold til lydkvaliteten. Det er særlig viktig at lydhodene er riktig justert, for å unngå en såkalt azimuth-vinkelfeil som særlig gir utslag på diskantgjengivelsen. Luftspaltene på lydhodene skal stå 90° på båndet og det er dessuten viktig å holde lydhodene reine for støv og skitt. Spolebåndopptakere har vanligvis separate lydhoder for innspilling og avspilling, og i tillegg et viskehode. Det kombinerte inn- og avspillingshodet har ofte vist seg å være et kompromiss som går på bekostning av lydkvaliteten. Videre bør det stilles krav til den mekaniske kvaliteten, og da spesielt båndtransporten. Spoling fremover og bakover med stopper, samt vanlig inn- eller avspilling skal foregå under stabile forhold, driftssikkert og skånsomt. Antall motorer er ikke avgjørende for den mekaniske kvaliteten, men utviklingen har gått i retning av løsninger med to eller tre motorer. Utstyr av dårlig mekanisk kvalitet og feiljustert utstyr kan i verste fall føre til at båndet kuttes av. Mekaniske betjeningsknapper har fra 70-tallet blitt skiftet ut med elektriske kontroller, såkalt logikkstyring. De første båndspillerne med logikk-kretser fungerte imidlertid ikke alltid like bra, men nyere båndspillere er gjerne også laget slik at feilbetjening er umulig.

Den tekniske utviklingen, fra de første prototypene og frem til dagens utstyr for profesjonell bruk og konsumentbehov, har selvsagt gått i retning av forbedret lydkvalitet og holdbarhet. Likeså har en ved å produsere nye typer lydhoder, gjort det mulig å ta opp flere parallelle spor på lydbåndet. 4-spors formatet for stereo-innspilling i begge båndretninger ble fremstilt allerede i 1955. Dette systemet brukes også i kassettspillere (men sjeldnere på profesjonelt utstyr). Profesjonelle båndopptakere for studiobruk har blitt produsert fra 4 uavhengige spor på 1/4" bånd i 50-årene til 24 eller 32 spor på 2" bånd i 80-årene. Dessuten finnes formatene 1/2" (4, 8 eller 16 spor) og 1" (16 eller 24 spor). Forbedret båndkvalitet og teknikkene formagnetisering ("bias") og frekvenskorreksjon ("equalization") har gjort det mulig å gradvis senke båndhastigheten. Standarder i cm per sekund er 76,2 - 36,1 - 19,05 - 9,525 og 4,76. Prinsippet er imidlertid at den høyeste hastigheten alltid gir best lydkvalitet. Kassettspillerens hastighet på 4,76 cm/s gir forbausende god lydkvalitet dette tatt i betraktning!

Formagnetisering

Bias eller formagnetisering ble allerede på 30-tallet utviklet for å kompensere det faktum at det ikke er noen lineær forbindelse mellom elektrisk energi og magnetisk induksjon. Dette betyr i praksis forvrengning av det opprinnelige lydsignalet. Teknikeren Walter Weber oppdaget at ved å tilføre en ultrasonisk (høyfrekvent) lyd under innspilling, ble avspillingsresultatet bedre. Denne oppdagelsen av AC-bias i 1939 er en av de viktigste teknikkene som la grunnlaget for utviklingen videre. Upåaktet ble denne patenten brukt allerede i 1927 av W.L. Carlson og B.W. Carpenter i den amerikanske marinen for å redusere støy og forvrengning på wire-opptak. De tidlige Ampex-båndspillerne, som brukte 1/4" bånd med hastighet 76.2 cm/s, ble rett etter 2. verdenskrig brukt til radiosendinger. Dette skjedde delvis etter forespørsel fra den populære artisten Bing Crosby og radiostasjonen ABC Network. Også andre formagnetiseringssystem er utviklet, f.eks. cross-field fra den norske fabrikanten Tandberg på 70-tallet. Dette systemet (som kan ha noe forskjellig virkemåte) er særlig effektivt ved lav båndhastighet (4.76 cm/s).

Støyreduksjon

Støy, eller mer presist det såkalte signal/støy-forholdet, har vært og er fortsatt et aktuelt tema vedrørende (den analoge) båndopptakeren. Særlig er dette problematisk ved gjentatte opptak oppå hverandre (dubbing), f.eks. ved nedmiksing fra flere spor til et stereo masterbånd. Støy eller båndsus vil da oppstå som en slags dominoeffekt. Bias forbedrer signal/støy-forholdet, men en har også utviklet ulike tekniske løsninger for støyreduksjon. Eksempel er Dolby, DBX, Burwen, DNL, ANRS, BTSC og Phase linear. Disse systemene eller standardene fungerer etter ulike prinsipp, og kan derfor ikke brukes om hverandre. Noen av systemene må benyttes både under innspilling og avspilling (f.eks. Dolby og DBX), mens andre kan benyttes bare under avspilling (f.eks. DNL, Burwen og Phase linear).

En skal alltid være kritisk til bruk av støyreduksjonssystem, ikke minst mht. kompatibilitet ved avspilling. Alle systemene arbeider etter segregasjonsprinsippet: en vil beholde signalet og fjerne støyen. Dette er selvsagt vanskelig, også for det menneskelige øret, og det vil alltid være en viss fare for at en også fjerner noe av signalet, ofte i det øvre frekvensområdet (diskanten). System som benyttes både under innspilling og avspilling, arbeider ut fra prinsippet om å heve de svake signala under innspilling, slik at "avstanden" til båndstøy blir større. Dersom et opptak som er spilt inn med Dolby-B avspilles på en båndopptaker uten Dolby-B, vil avspillingen lyde skarpere i diskanten og båndsuset vil være mer fremtredende. Dette kan imidlertid kompenseres ved å dempe diskanten med tonekontrollen. Et DBX-opptak vil imidlertid klinge hardt, klemt og skjærende hvis det ikke avspilles med DBX-dekoder. Dette skyldes at kompresjonen er mye kraftigere enn ved Dolby-B. Dolby, som ble patentert i 1967, er utvilsomt det mest benyttede varemerket, iallfall når det gjelder båndspillere for konsummarkedet. Dolby-B, som er standard i de fleste kassettspillere, er senere forbedret til systemet Dolby-C. Dolby-SR, Dolby-S, Dolby-HX og Dolby-HX Pro er bygd på både A, B og C standardene til Dolby-laboratoriet i USA. Det kan også nevnes at en har utviklet støyreduksjonssystem for grammofonplater, for å fjerne sus og knitring (som følge av uforsiktig platebehandling).

Kassettspilleren og annet magnetbasert opptaksutstyr

Kassettspilleren og kompaktkassetten har siden introduksjonen lenge vært forbrukernes førstevalg, ikke minst på grunn av de portable formatene. Kassettspillere for bil ble produsert på 70-tallet, og Sonys lansering av "Walkman" i 1979 førte til at en kunne ta med seg musikken hvor som helst. Båndopptakere brukes i flere produkt, som f.eks. telefonsvarer, diktafon og som lagringsmedium for data. Med den såkalte mikrokassetten er vi tilbake til Telegraphonens bruksområder.

Denne beskrivelsen har i hovedsak fokusert på det prinsipielle knyttet til innspilling og avspilling av magnetmedier. Kassettspilleren kan idémessig betraktes som en spolebåndopptaker, og avspillingsutstyr for digitale båndformat er heller ikke beskrevet nærmere. Det bør imidlertid også nevnes at utviklingen av FM-teknologien (frekvensmodulasjon), har betydd mye for lagring av lyd på magnetbånd. FM-teknologien ble utviklet på 30-tallet for kringkasting, men ble allerede på 50-tallet også brukt for å ta opp videosignal. I videokassetter, som ble fremstilt i 70-årene, er både bilde og lyd tatt opp som FM-signal. Hi-Fi VCR-spillere (1984) benytter samme teknologien når det gjelder lydsporet i stereo. Lydkvaliteten er meget god og kan sammenliknes med så vel analoge som digitale lydopptak. Derfor benyttes også videokassetten til rene lydopptak. Mono videomaskiner spiller derimot lydsignalet inn analogt med et stasjonært lydhode. Digitale videoformat er selvsagt også anvendelig til digitale lydopptak.

CD-spilleren

CD-spilleren ble på flere måter en revolusjon i lydverdenen. Et moment er utbredelsen av CD-spilleren som konsumvare og arvtaker etter platespilleren og kassettspilleren. Et markert prisfall på avspillingsutstyret har resultert i at det i dag selges flere CD-spillere på verdensbasis (og i Norge) enn noe annet avspillingsutstyr. Vi står dessuten over for et nytt prinsipp for innspilling og avspilling av lyd. En har trolig nådd en grense for hvilke forbedringer som er mulig å gjennomføre vedrørende analoge lydsystem, iallfall sett i et økonomisk perspektiv. Det ligger imidlertid fortsatt store utviklingsmuligheter mht. å konvertere analoge signal til digitale signal. Digitalteknikk er nært knyttet opp mot annen informasjonsteknologi, og det er all grunn til å tro at vi i dag bare ser begynnelsen på en lang utvikling. Slik sett er sammenlikningen mellom CD-spilleren og fonografen interessant i et historisk perspektiv.

Sampling og kvantisering

Mange metoder eller standarder er utviklet for å representere analoge signal i en digital tallkode, men den mest brukte metoden i forbrukersammenheng er såkalt lineær pulskode-modulasjon eller PCM. Dette er en totrinnsprosess som anvender både lydsampling og binær kvantisering. Med faste intervall (44 100 ganger pr. sekund ) samples eller "fryses" det analoge signalet, mens en kvantiseringkrets velger den binære koden (tallkoden) som best mulig representerer det analoge signalet (samplet spenning). I tillegg til lydkodene lages det også rom for 8 separate subkoder som benevnes P, Q, R, S, T, U, V og W. F.eks. inneholder Q-koden informasjon om antall kutt (indeksering) og start- og sluttider. (Kodene fra R og utover kan f.eks. brukes til video og grafikk.)

Feilkorreksjon

Digitalteknikk er i utgangspunktet meget sårbar for feil eller drop-outs knyttet til det fysiske lagringsmediet. En CD-plate vil alltid inneholde noen feilaktige bits. Dette kan skyldes feil under produksjonen (CD-pressingen), materialforringelse, støv, riper eller fingermerker. Feilkorreksjon er derfor nødvendig for å rette opp disse manglene, iallfall slik at de ikke blir hørbare. Dette gjøres ved såkalt paritetstesting. Under innspilling legges en ekstra bit til i enden av hver digitale kode som indikerer om antall ettall er et partall eller oddetall. Under avspilling gjentas paritetskontrollen for å finne eventuell bits som har blitt forandret Ved å kryssjekke paritetskontroller som inneholder ulike kombinasjoner av bits i hver kode, er det mulig å identifisere eksakt hvilke bits som er feilaktige. I prinsippet gjør feilkorreksjonssystemet det nå mulig å korrigere disse feilene ved å rekonstruere den opprinnelige koden eksakt. Dette er altså ei form for lynmatematikk i mikroprosessorer som alltid finnes i digitalt opptaks- og avspillingsutstyr. De fleste CD-spillere har også såkalt oversampling for å forbedre DA-konverteringen. Her har fabrikantene utviklet ulike system, f.eks.: 4 ganger oversampling, "Pulse Density Modulation" eller "bitstream" teknologi. Fra et lytteperspektiv er det vanskelig å avgjøre om det ene systemet er bedre enn et annet.

Drivverk og optisk avlesing

Optisk avspilling krever stor nøyaktighet hva angår laserstrålens fokus og sporing. Et stabilt og presist drivverk er en forutsetning for best mulig avspillingsforhold. Vi skal dessuten huske på at også CD-platene kan avvike noe fra et fysisk ideal eller en standard, noe som igjen stiller spesielle krav til avspillingsutstyret. Sammenliknet med grammofonplater kan CD-platene synes å være mer uniforme, iallfall rent visuelt, og dette henger selvsagt sammen med at kravspesifikasjonene er mye strengere.

Presis sporing oppnås ved at et diffraksjonsgitter splitter laserstrålen i tre deler. Den ene strålen følger senterlinjen i sporet, mens de to andre strålene fokuserer på hver side av sporet. Ved å sammenlikne det reflekterte lyset fra sidestrålene, kan en justere sporingsmekanismen.

Fra digitalt til analogt signal

En såkalt DA-konverter har til oppgave å omforme det digitale signalet til et analogt signal. Denne funksjonen er et av de kritiske elementene i forhold til lydgjengivelsen. Flere fabrikanter har derfor utviklet separate enheter, som kobles til en digital utgang på CD-spilleren, til dette formålet. Mens AD-konvertering alltid medfører en viss kvantiseringsfeil, er det ingen korresponderende sammenheng når det digitale signalet skal konverteres tilbake til et analogt signal. Dette betyr i prinsippet at det er umulig å gjenskape et originalt, analogt signal eksakt i en digitaliseringsprosess.

DA-konvertering bygger på flere prinsipp, f.eks. at det analoge utgangssignalet skal øke når det digitale inngangssignalet øker (monotonprinsippet). Lydkvaliteten avhenger i stor grad av at konverteren er meget presis i signalbehandlingen. En 16-bit DA-konverter med utgangssignal mellom ± 10 V skal ha en avstand mellom kvantiseringsnivå på 20/65536V=0,00305V.

En kronologi over hovedmomenter i den tekniske utviklingen

1877 EDISONS FONOGRAF
1887 BERLINERS GRAMMOFON
1898 PAULSENS TELEGRAFON (WIRE-OPPTAK)
1912 EDISONS DISC PHONOGRAPH
1920 ELEKTRISK GRAMMOFONINNSPILLING
1927 AC BIAS
1928 MAGNETOFON (PFLEUMER)
1930 DAILYGRAPH (CURT STILLE)
1931 STEREO GRAMMOFONPLATE
1948 LP-PLATEN
1949 SINGELPLATEN
1955 STEREO LYDBÅNDOPPTAKER
1958 STEREO LP-PLATE
1963 PHILIPS KOMPAKTKASSETT
1967 DOLBY STØYREDUKSJONSSYSTEM
1982 CD
1986 DAT

Moderne miksebord er et resultat av viktige oppfinnelser i lydhistorien

[Forrige del] [Innhold] [Neste del]